Un gruppo di ricercatori dell’Università dell’Alabama ha sviluppato un metodo in grado di identificare una sorta di “impronta digitale” del microbiota, chiamato WSS, che individua singoli ceppi di particolari batteri intestinali attraverso l’analisi dei dati metagenomici, a partire da campioni fecali.
Nello studio, pubblicato su Scientific Reports, i ricercatori statunitensi hanno dimostrato che particolari ceppi batterici intestinali tendono a rimanere stabili nel tempo, a meno che non siano turbati da eventi stressanti.
In questo caso, il microbiota intestinale potrebbe trovarsi in uno stato di disbiosi, che può avere un impatto funzionale sul metabolismo microbico e sulla resistenza alla colonizzazione.
Stabilità del microbiota intestinale
Studiare la stabilità della comunità microbica intestinale è importante per la crescente consapevolezza del ruolo del microbiota nella salute umana.
Diversi studi hanno dimostrato che la composizione tassonomica della comunità microbica intestinale umana è relativamente stabile nel tempo.
Tecnologie recenti, basate sul sequenziamento del DNA metagenomico delle comunità microbiche, in combinazione con la nuova informatica, hanno permesso di stabilire che la comunità batterica intestinale è costituita da consorzi di ceppi microbici.
Gli autori di questo nuovo studio, utilizzando il sequenziamento del DNA metagenomico e lo studio di varianti a singolo nucleotide (SNV), avevano già dimostrato che, sebbene la comunità dei ceppi microbici intestinali sia stabile nel tempo, questa può essere influenzata da cambiamenti importanti che si verificano nell’ambiente intestinale.
Per esempio, è stato osservato che il cambiamento drastico che si verifica nell’intestino in seguito all’uso di antibiotici, a farmaci assunti per via orale o a danni fisici del tratto gastrointestinale, può provocare la comparsa di nuovi ceppi microbici in alcuni individui.
Tuttavia, è stata anche osservata una certa resilienza da parte della comunità dei ceppi microbici intestinali, che sarebbero in grado di correggere e sopportare i cambiamenti a breve termine.
Indicatori precoci di disbiosi
In questo nuovo studio, gli autori hanno perfezionato il metodo WSS per includere la ricerca di varianti a singolo nucleotide nelle vie metaboliche presenti nella banca dati bioinformatica KEGG (dette PKS), per un particolare ceppo. Per fare ciò, lo studio si è concentrato sui ceppi di B. vulgatus e B. uniformis, poiché sono commensali predominanti nell’uomo. In particolare, i ricercatori erano interessati a comprendere se fosse possibile identificare gli indicatori di una disbiosi imminente.
Attraverso l’uso di un set di dati metagenomici costituito da più campioni fecali ad alta densità di sei individui sani e otto pazienti ospedalizzati per COVID-19 è stato dimostrato che, mentre la maggior parte degli individui sani con ceppi di B. vulgatus o B. uniformis stabili nel tempo hanno una PKS unica, in alcuni soggetti sani e pazienti ricoverati in ospedale con COVID-19, viene rilevato un cluster di PKS condivise in momenti diversi.
Il confronto ha permesso, quindi, di osservare una differenza nelle dinamiche dei sottoceppi, che sembrerebbe prefigurare un rallentamento dei tassi intrinseci di variazione del ceppo predominante nel microbiota dei pazienti malati e che potrebbe anticipare la disbiosi.
Conclusioni
Questa analisi fornisce nuove informazioni sulle dinamiche della variazione dei ceppi microbici in individui sani e suggerisce che le comunità microbiche intestinali sotto stress, come quelle riscontrate nei pazienti ospedalizzati per COVID-19, potrebbero trovarsi in uno stato di disbiosi, indicando la possibilità che il ceppo dominante venga rimpiazzato da un ceppo minore.
Quindi, il rallentamento dei tassi intrinseci di cambiamento nella comunità microbica potrebbe essere un segnale di allarme precoce per la sostituzione di ceppi, in grado di condurre ad alterazioni funzionali del metabolismo e alla resistenza alla colonizzazione.
